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      PCB抄板返修去除三防膠的方法及工藝

        涂敷三防膠(即三防漆)以在PCB線路板形成一層堅固的保護膜一般是PCB抄板組裝中的最后一道工藝,現在使用這項工藝的產品日益增多。但是,在涂敷三防膠后進行最后檢測時,可能發現元件有缺陷,這時,就要求三防膠涂層可維修。返工元件的環境、特性決定了取出這個元件的最適當方法以節約資金和時間。
        在高濕度環境中使用的電子組件需要防腐蝕保護,在PCB上涂敷三防膠有機硅保護膜能夠給PCB提供各種保護:防潮和防污染;最大限度減少枝晶的生長,釋放應力;并起絕緣作用。因此,電子組件更加耐久,提高了電子設備的可靠性,降低了保修成本。在一些情況中,可以把電路板上的昂貴元件取出來,丟棄電路板的其他部分。不過,情況往住是這樣,裝有元件的電路板有相當的價值,最好是把保護膜去掉,更換有缺陷的元件,不要把電路板丟棄。有些電路板--筆記本電腦主板,等離子電視機的視頻驅動板,飛機上的航空電子電路板--價值幾百美元,甚至幾千美元。在返修方面要考慮的情況主要有兩種:一個是在PCB的局部位置把保護膜去掉,更換元件;另一個是把PCB的保護膜全部去掉。
        要正確地對PCB抄板進行局部修理,必須由返修人員進行一種“外科手術”。制定一個去除三防膠保護膜的全面計劃,確保去除保護膜時不會對元件下面的基板、其他電子器件,或者返工位置附近的結構造成損害。有幾種辦法可以去除保護膜,這些辦法包括使用化學制劑或溶劑、微研磨、機械方法和透過保護膜拆焊。
        1、化學溶劑。這是去除三防膠保護膜的常用辦法,它能否成功取決于要去除的保護膜的化學性質和具體溶劑的化學性質。在大多數情況下,溶劑并不真正把保護膜溶解掉,而是讓它膨脹。保護膜一旦膨脹,就可以很容易地把它輕輕刮掉,或者輕輕擦掉,如有機硅三防膠。溶劑會溶解保護膜,但操作時必須十分小心,要確保選用的化學物質不會損壞基板和返工位置鄰近的部位。
        這個方法的關鍵是必須把溶劑保持在需要它的地方。有一種技術是用停在待更換元件周圍時材料構成一個堤壩,把溶劑或保護膜清除劑始終保持在指定的地方,不過仍然會有一些溶劑從堤壩泄漏出去。另一個辦法是在溶劑中添加填充劑,變成膏狀。二氧化硅、霧狀二氧化硅或者碳酸氫鈉都是很合適的填充劑。在一些情況下,可能需要把幾種清除技術結合使用。本文介紹的去除保護膜方法和技術都符合IPC標準HDBK-803關于保護膜返工和修理的規定。
        元件一旦去焊并取下來,就要清除所有溶劑或保護膜清除劑,防止它們影響或溶解重新涂敷上去的保護膜。此外,還必須清洗焊盤部位,再換上新的元件時,容易焊牢。把它焊到電路板上后,要用溶劑把助焊劑殘留物清洗掉。
        2、微研磨。使用微研磨技術去三防膠保護膜,是利用噴嘴噴出的高速粒子,研磨操作必須非常熟練。通常使用的磨料包括磨碎的核桃殼、玻璃或塑料珠、或碳酸氫鈉粉末。用這些磨料去掉有機硅保護膜時,研磨操作必須十分小心,不能讓這些材料進入研磨位置周圍的柔軟保護膜中。要用鋁箔或塑料膜遮蓋周圍部位。在高速粒子通過的路徑上會產生有害的靜電荷,因此,許多微研磨系統有抗靜電電離器,在裝置的內部有接地點。
        3、機械方法。雖然機械方法去掉三防膠保護層也許是人們最不愿意使用的,但它卻是最容易的方法。PCB返工工作臺有多種用于返工的設備,包括鉆機、研磨機、旋轉刷子,以及可以從市場購買類似的設備。
        PCB返工是從去除待返工元件焊點周圍的保護膜開始。在這里,保護膜往往最厚,可能有20多密爾厚。用薄薄的刀片或者小刀在目標焊點上輕輕地切一個V字形的溝就足夠了。
        表面貼裝元件只裝在PCB的一面上(左),去掉保護膜比較容易。插裝元件(右)返工時,必須先把PCB兩面上的保護膜都去掉。然后把溶劑或者保護膜清除劑注入刮出的V字形溝,要注意不能讓它們流到其他地方。一旦V形溝的保護膜膨脹起來,其他的就可以用鑷子揭起來,然后再給焊點去焊。對于返工部位的邊沿,要把部分地被溶解的地方修整一下。
        對插裝元件,在焊接面的部位返工時,用細刀片把焊錫上的整個保護膜直接刮掉,再用真空去焊工具加熱焊點時,焊錫可以容易地流動。
        4、透過保護膜去焊。有時,去焊技術采取燒掉保護膜或者使保形涂膜降解的辦法。這種去焊方法是先在保護膜上開一個排放孔,讓熔融的焊錫能夠排出。為了防止焊盤脫開或損壞阻焊膜,要小心防止去焊部位過熱。通風要足夠,使得去焊時產生的煙霧都散出去,這些煙霧是保護膜熱分解產生的。
        結論
        在選擇保護涂膜的化學材料之前,就必須考慮到更換元件時元件的取出和返工。最好是,把返修工作為電路板抄板設計的一個組成部分。
        然而,更為常見的情況是,在抄板設計電路板后才考慮保護膜的問題,并且沒有設計標準。有時,丟棄有缺陷的電路板可能更有效益,但是,在昂貴的電路板和元件必須挽救或者修理的情況下,我們特別推薦使用單組分濕固化有機硅保護涂料。
        一個成功的返工策略,應當考慮到去掉保護膜、去焊、更換有缺陷元件等工序,用新材料重新涂敷返工部位等一系列問題。雖然我們的目的是盡量減少和消除返工成本,但是,去除和修復保護膜可能需要采取各種工序,了解這一點很重要。每一個返工都有各自的要求,不存在一個固定的、對所有返工都適用的工序。
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